一种接触氧化滤柱沿程水质指标变化的研究

摘要：接触氧化法对于去除水中铁、锰及氨氮效果显著，试验着重探讨成熟滤柱在改变滤速时对铁、锰及氨氮的沿层去除效果，试验结果表明：当滤柱高度低于30cm时，出水总铁含量低于0.3mg/L，其中当滤柱高度低于150cm时，对铁的去除率达到75%；在滤柱高度低于30cm时，出水锰含量低于0.1mg/L；当滤柱高度低于10cm时，出水氨氮浓度低于0.5mg/L。

关键词：接触氧化；沿程；铁；锰；氨氮

中图分类号：TU99文献标识码： A

接触氧化除铁锰[1-2]理论的发现对于地下水除铁、锰具有重大意义，八十年代初期在我国得到了迅速推广。滤速[3]是影响接触氧化法处理效果的重要因素之一，试验通过改变滤速，探讨不同滤速下，一种成熟滤柱的沿程水质[4]指标的变化。

1.试验方法

试验用滤柱高3米，直径0.9米，使用有机玻璃滤柱。装填滤料从上往下依次为无烟煤（800mm）、粗锰砂（0.8-1.47mm，1200mm）、承托层（200mm）。当接触氧化处理阶段的滤料完全成熟后，改变滤柱出水滤速分别为3m/h、5m/h和7m/h，探究当滤料成熟之后，改变滤柱出水滤速时滤柱的沿程水质指标变化。

2．实验结果

滤柱的进水水质指标如下：pH约为7.5，溶解氧含量约为10mg/L，总铁含量约为12.00mg/L，锰含量约为1.12mg/L，氨氮含量约为2.00mg/L。选择滤柱的1（0cm）、2（60cm）、3（150cm）和4（230cm）号取样口的水样测定其水中总铁、锰和氨氮的含量。

滤料成熟后，改变滤速分别为3m/h、5m/h和7m/h时，其出水中的铁、锰及氨氮的浓度符合我国《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）（Fe≤0.3mg/L；Mn≤0.1mg/L；NH4+-N≤0.5mg/L）的要求。

滤速为3m/h时，测得1（0cm）、2（60cm）、3（150cm）和4（230cm）号取样口的水样中总铁含量分别为0.22mg/L、1.41mg/L、3.62mg/L和11.72mg/L，各阶段的去除率分别为98%、88%、70%和2%，可见对总铁的去处主要发生在上层无烟煤滤料处，着主要是无烟煤的吸附作用造成的。出水中锰含量在1、2、3和4号取样口分别为0.07 mg/L、0.21 mg/L、0.64 mg/L和1.05mg/L，去除率分别为94%、81%、43%和6%，在锰质活性滤膜的作用下，锰被大量而快速的去除。出水中氨氮的含量在1、2、3和4号取样口分别为0.44 mg/L、0.51 mg/L、1.04 mg/L和1.80 mg/L，去除率分别为78%、75%、48%和10%。

滤速为5m/h时，测得1（0cm）、2（60cm）、3（150cm）和4（230cm）号取样口的水样中总铁含量分别为0.22 mg/L、1.62 mg/L、2.91 mg/L和10.57 mg/L mg/L，各阶段的去除率分别为98%、86%、76%和12%。出水中锰含量在1、2、3和4号取样口分别为0.08 mg/L、0.23 mg/L、0.44mg/L和1.08mg/L，去除率分别为93%、79%、58%和4%，。出水中氨氮的含量在1、2、3和4号取样口分别为0.46 mg/L、0.61 mg/L、0.92 mg/L和1.64 mg/L，去除率分别为77%、70%、54%和18%。

滤速为7m/h时，测得1（0cm）、2（60cm）、3（150cm）和4（230cm）号取样口的水样中总铁含量分别为0.25 mg/L、1.57 mg/L、3.01 mg/L和10.78 mg/L，各阶段的去除率分别为98%、87%、75%和10%。出水中锰含量在1、2、3和4号取样口分别为0.08 mg/L、0.27 mg/L、0.72 mg/L和1.06mg/L，去除率分别为93%、76%、36%和5%，。出水中氨氮的含量在1、2、3和4号取样口分别为0.47 mg/L、0.61 mg/L、0.80 mg/L和1.58mg/L，去除率分别为77%、70%、60%和21%。

改变滤速时，各滤层对铁的去处情况影响较小，测无烟煤层、锰砂层以及出水，总铁的去除率约为70~76%、86~87%、98%，其中，当滤速为5m/h和7m/h时，无烟煤层对铁的去处效果最好，去除率达到75%。

3.试验结论

试验通过改变滤柱流速，研究该种滤柱的沿程水质指标情况，得出以下结论：

1、当接触氧化滤柱的滤料成熟时，改变滤速为3m/h、5m/h和7m/h时不会影响处理效果，滤柱出水中的铁、锰及氨氮的含量符合我国《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求。

2、当滤速为5m/h和7m/h时，无烟煤层对铁的去处效果最好，去除率达到75%以上。

3、三种滤速下，各滤层对锰的去除效果较为一致。

4、当滤速为3m/h时，锰砂层对氨氮的去处效果最好，去除率达到75%以上。

参考文献

[1] 李圭白，张杰.水质工程学[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.

[2] 李圭白.地下水除铁除锰的若干新发现[J].给水排水，1983，3，14-18.

[3] 李圭白，刘超.地下水除铁除锰[M].北京：中国建筑工业出版社，1987.

[4] 增辉平. 含高浓度铁锰及氨氮的地下水生物净化效能与工程应用研究[D].哈尔滨工业大学，2010.

作者简介

李倩（1990-），女，山东青岛人，硕士研究生，研究方向：地下水除铁除锰。